Büyükelçi Ali Kaan Orbay, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Uluslararası İlişkiler Bölümü’nden 1992 yılındamezun olmuştur. Büyükelçi Orbay, Johns Hopkins Üniversitesi İleri Düzey Uluslararası Çalışmalar Paul Nietzsche Okulu’nda (Bologna/İtalya) 1992-1993 yılları arasında öğrenim görmüş, 1995 yılında İngiltere’de Reading Üniversitesinde Uluslararası Güvenlik alanında Yüksek Lisans yapmıştır.

1997 yılında Dışişleri Bakanlığı’nagiren Büyükelçi Orbay, sırasıyla, AGİT, Silahların Kontrolü ve Silahsızlanma Genel Müdür Yardımcılığı’nda (1997-2000), Başbakanlık Dışişleri Başdanışmanlığı’nda (2005-2008), NATO ve Avrupa-Atlantik Güvenlik ve Savunma İşleri Genel Müdür Yardımcılığı’nda (2012-2013), Siyaset Planlama Genel Müdür Yardımcılığı’nda (2013-2014) ve Araştırma Genel Müdür Yardımcılığı’nda (2018) görev yapmıştır.

Yurt dışında ise, sırasıyla Birleşmiş Milletler Viyana Ofisi Nezdinde Türkiye Daimi Temsilciliği’nde Ataşe ve Üçüncü Katip (2000-2003), Pekin Büyükelçiliği’nde İkinci Katip (2003-2005), NATO Daimi Temsilciliği’nde Daimi Temsilcilik Müsteşarı (2008-2012), ViyanaBüyükelçiliğinde Büyükelçilik Birinci Müsteşarı ve Elçi-Müsteşar(2014-2018) görevlerinde bulunmuştur.

Büyükelçi Orbay, 18 Aralık 2018-15 Haziran 2022 tarihleri arasında Orta Asya ve Kafkasya Genel Müdür Yardımcısı olarak görev yapmış, 1 Temmuz 2022tarihinde T.C. Tiflis Büyükelçisi olarak görevine başlamıştır.

Evli ve iki çocuk babası olan Büyükelçi Orbay, İngilizce bilmektedir.